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Neues aus der Welt der Wissenschaft |
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Neue Werkstoffe aus Holzspänen und Kunststoff |
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| | | Naturfaserverstärkte Kunststoffe erobern zusehends die internationalen Märkte. In den USA und Japan liegen die jährlichen Zuwachsraten über 25 Prozent. Neben Hanf- und Flachsfasern, die vor allem im Fahrzeugbau Verwendung finden, gewinnen Holzfasern in technischen Anwendungen zunehmend an Bedeutung - die so genannten "Wood Plastic Composites". |
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Wie Holz in der Form, wie es beim Verarbeiter anfällt - etwa als Späne -, zu höherwertigen Produkten veredelt werden kann, ist Gegenstand eines Forschungsprojekts am Upper Austrian Research-Transfercenter für Kunststofftechnik in Wels.
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Herstellung marktfähiger Produkte |
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Aus Holzspänen werden in Verbindung mit geringen Mengen Kunststoff, vor allem Polyolefinen (Polyethylen und Polypropylen) neue Werkstoffe hergestellt, die holzähnlichen Charakter haben, aber mit Fertigungstechnologien der Kunststoffindustrie verarbeitet werden können.
Polyolefine sind ökologisch am meisten akzeptiert, da sie nur aus Kohlen- und Wasserstoff bestehen und bei der Verbrennung keine Probleme verursachen.
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Projekt bis Ende 2004
Ziel des bis Dezember 2004 laufenden Projekts "Wood Plastic Composites - Neue Wertschöpfung aus Holzspänen" ist eine Rezepturoptimierung samt Werkstoffmatrix sowie die Entwicklung einer neuen Verarbeitungstechnologie als Basis für die Herstellung von marktfähigen Produkten. So sollen am Schluss fertige Profile für den Baubereich am Markt erhältlich sein.
Projektpartner sind das Institut für Chemie, Abteilung Physikalische Chemie an der Johannes Kepler Universität Linz, das Kompetenzzentrum Holz sowie Unternehmen aus den Bereichen Extrusionstechnik und Bauelemente. Durchgeführt wird das Projekt im Rahmen der Programmlinie "Fabrik der Zukunft" des Bundesministeriums für Verkehr, Innovation und Technologie. |
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 Upper Austrian Research GmbH - Transfercenter für Kunststofftechnik |
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Mischungsverhältnis bedingt Werkstoffeigenschaften |
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Das Mischungsverhältnis sowie die Holzart und der Kunststoff, die verwendet werden, bedingen die Werkstoffeigenschaften. Bei Indoor-Produkten etwa wird der Holzanteil erhöht, bei Produkten für den Außenbereich, die witterungsbeständig sein müssen, ist er geringer. Die Verbindung von Holz und Kunststoff erfolgt mittels eines Haftvermittlers.
Durch systematische Variation der Rezepturbestandteile und der Verfahrensparameter wollen die Forscher die Struktur-Eigenschafts-Beziehungen für diese neue Werkstofffamilie ausloten und die Wechselwirkungsmechanismen zwischen den Holzfasern und den Polymeren analysieren und verbessern. Die Ergebnisse sollen in Form einer Rezeptur-Eigenschaftsmatrix vorliegen.
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"Optimale Faser" ermittelt |
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Ein weiterer Schwerpunkt der Arbeiten betrifft die Optimierung und Standardisierung der Fasern. Um die für diesen Anwendungsbereich "optimale Faser" zu ermitteln, wird etwa der Einfluss der Pelletierung und des Extrusionsprozesses auf die Fasereigenschaften analysiert.
Mit Hilfe einer neuen Verarbeitungstechnologie sollen die Holzspäne statt in Pelletform direkt in den Extruder dosiert und eingebracht werden. Dafür müssen technologische Fragen wie Kompaktierung im Extruder, Optimierung der Werkzeuggeometrie und der Nachfolgeeinrichtungen gelöst werden.
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Ökologische, technologische und ökonomische Vorteile |
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Ein wesentliches Anliegen der Forscher ist es, neben den ökologischen und technologischen Vorteilen auch die Wirtschaftlichkeit der neuen Werkstofffamilie nachzuweisen. Bei Grundkosten von etwa einem Euro pro Kilo Polypropylen und 30 bis 40 Cent pro Kilo Holzspäne liegt der Kilopreis für den neuen Werkstoff bei rund 40 Cent.
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Wood Plastic Composites |
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Insgesamt fallen in Österreich pro Jahr um die sieben Millionen Raummeter Späne und Hobelscharten an, ein großer Teil davon wird derzeit verbrannt. Wood Plastic Composites könnten in Zukunft eine weite Verbreitung finden, sind die Experten überzeugt. Ob Kabelkanal oder Bootssteg - überall dort, wo Profile benötigt werden, ist diese Werkstofffamilie einsetzbar.
Silvia Anner
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01.01.2010 |
